一种基于非线性切换系统的伺服转台建模方法

摘要

一种基于非线性切换系统的伺服转台建模方法，进行辨识实验的设计和辨识实验的实施，将伺服转台的工作状态划分为平稳工作状态和特殊工况，对辨识实验所得数据按照对工况分析获得的数学条件进行划分；辨识实验所得数据的获得要充分考虑伺服转台各种工作状态，输入信号覆盖常见输入信号频率范围，幅值不应超过机械结构限制范围，数据量应满足提供关于系统的信息的要求，采集输入输出采样数据，输入输出数据处理后依据正/反向平稳运行和低速爬行、换向、急加/减速特殊工况，对数据进行分类，根据系统的状态和状态增量，建立基于事件的切换条件；应用基于PSO的辨识算法，获得各个模型参数。

主权项

1.一种基于非线性切换系统的伺服转台建模方法，其特征在于：包括以下步骤： 1)进行辨识实验的设计和辨识实验的实施； 2)将伺服转台的工作状态划分为平稳工作状态和特殊工况，对辨识实验所得数据按照对工况分析获得的数学条件进行划分；辨识实验所得数据的获得要充分考虑伺服转台各种工作状态，输入信号覆盖常见输入信号频率范围，幅值不应超过机械结构限制范围，数据量应满足提供关于系统的信息的要求，采集输入输出采样数据； 3)输入输出数据处理后依据正/反向平稳运行和低速爬行、换向、急加/减速特殊工况，对数据进行分类，根据系统的状态和状态增量，建立基于事件的切换条件； 4)应用基于PSO的辨识算法，获得模型参数， L_σ(k)：A_σ(z^-1)y(k)＝z^-nkB_σ(z^-1)x(k)+v(k)                                         ； x(k)＝f_σ(u(k))  k∈+σ∈I＝{1，，M} 5)将伺服转台按照正反转和位置、速度区间的工况将系统的数学模型分为四段，分别应用相应算法计算模型参数：以某类转台为例，根据伺服转台期望工作在正向旋转状态u(k)＞0和反向旋转状态u(k)＜0进行划分，其次当转台以一定范围内的速度运转时，用结构相对简单的线性系统作为对象的模型y₁(k)，y₃(k)，当转台进入低速运行状态或加速状态时用非线性Hammerstein模型描述系统特性，对线性系统，通过非线性算式的特殊化，令非线性高阶项系数为零，将其与非线性Hammerstein模型一起纳入统一的数学结构， (1+a_σ1z^-1+a_σ2z^-2+a_σ3z^-3)y_σ(k)＝z^-1(b_σ0+b_σ1z^-1)x(k)                                                     。 x(k)＝f_σ1u(k)+f_σ2u²(k)，σ＝1，2，3，4